CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

Optika, montáže, autoguidery, elektronika...
Odpovědět
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#61

Příspěvek od Konihlav »

v současných driverech už bude opravenýuz je opraveny pres rok a navic SW prosel urcite jeste nejakym dalsim drobnym vyvojem. Atik take mimo jine zacal pracovat na SW pro zpracovani obrazku (image processing), viz http://www.atik-instruments.com/html/news.html
resp. http://www.atik-instruments.com/html/dawn.html
no ale jelikoz pod linuxem mi to v emulaci nechodi, tak jsem to nevyzkousel :-/
Uživatelský avatar
PC
Příspěvky: 60
Registrován: 29. 09. 2006, 19:53

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#62

Příspěvek od PC »

Já ji chápu tak, že pokud v programu, nastavím chlazení na 0C, tak se vypne. Ne, že když chip dosáhne teploty 0C, tak přestane chladit. Je to jenom obyčejný bug, v současných driverech už bude opravený.
Ano moc se omlouvám. Jen jsem to přeletěl když jsem hledal co je tam za detektor a špatně jsem tomu porozuměl. Zjistil jsem to už dřív, asi budu muset reagovat rychleji :-(.
Pavel Cagaš
Uživatelský avatar
PC
Příspěvky: 60
Registrován: 29. 09. 2006, 19:53

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#63

Příspěvek od PC »

to PC: když tak koukám na vaše temné snímky z ledničky a moje s chlazením při pokojové teplotě (tedy teplota chipu byla taky kolem 0C), tak mi tady něco nehraje. Buďjste kameru neměl vytemperovanou a nebo tam někudy na chip dopadalo nějaké světlo. Jak moc jste u těch obrázků tahal za křivky?
Světlo do kamery opravdu nešlo a temperováním to být asi nemůže. Rozdíl je natolik velký, že jej ani teplota o mnoho stupňů jiná nevysvětluje. Pátral jsem po webu jak je to s temným proudem ICX285 a výsledky jsou stejně rozporuplné jako naše pozorování. Např. jsem našel jeden datasheet, kde je uváděn temný proud 0,1e-/s/px při -10C:

Ovšem Vámi uváděný temný proud (a nejen Vámi) je v řádu 0,001e-/s/px při srovnatelné teplotě. Příčina tohoto rozdílu mi není jasná. Může to být zapojením, samotným čipem (v testovací kameře G1-1400 použité k měření je čip třídy F, což není ten úplně nejlepší :-)) nebo něčím ještě úplně jiným. V každém případě děkuju za tuto diskusi, pokud budeme uvažovat o "seriózní" kameře G2-1400 s tímto čipem, musíme tuto nejasnost rozlousknout. Jakmile budu mít konkrétní informace, dám vědět.

Ještě poznámka k čtecímu šumu CCD čipů Kodak. Dival jsem se do záznamů a poslední prodaná kamera s čipem KAF-3200ME C1 měla čtecí šum 5,5e- RMS. Jen škoda že tyto čipy jsou tak strašně drahé...
Pavel Cagaš
Uživatelský avatar
PC
Příspěvky: 60
Registrován: 29. 09. 2006, 19:53

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#64

Příspěvek od PC »

Moc děkuji za zaslané temné snímky z ATIK 314L. Snad začínám tušit, proč je rozptyl hodnot jednotlivých pixelů výrazně menší, než odpovídá udávanému temnému proudu CCD Sony ICX285AL.

Zvláštnost je, že na dvou temných snímcích se stejnou expozicí se mění asi 1/3 horkých pixelů, zbylé 2/3 zůstávají na svých místech.

Snad by mohlo být určitým vysvětlením, že ty hotpixely navíc jsou „kosmíci“. Ačkoliv jsem viděl snad tisíce kosmíků, pravděpodobnost, že všechny stopy zabírají právě jeden pixel je ale prakticky nulová (zvláště u čipu s relativně malými pixely jako je ICX285).
http://www.gxccd.com/astroforum/kosmik1.png
http://www.gxccd.com/astroforum/kosmik2.png
Mohou to být skutečné hotpixely, jen v jednom případě možná byly pod nějakým limitem a kamera se s nimi „vypořádala“, ve druhém případě limit překročily a kamera se je rozhodla „přiznat“?

Jeden artefakt na jednom temném snímku ale nemá jiné vysvětlení než jako stopa po kosmíku.

Ovšem stopa vypadá „nefyzikálně“. Má velmi ostré hrany, jako by okraje stopy s nižší intenzitou něco vyhladilo a ponechalo jen pixely s velmi vysokou intenzitou? Možná i ony hotpixely navíc jsou skutečně kosmíci, ale nějak zredukovaní na jeden (nejjasnější) pixel?

U CCD čipů neexistuje ostrá hranice mezi hotpixelem a normálním pixelem. Většina pixelů na CCD má skutečně uváděný temný proud, ale mezi skutečně horkými pixely a tou většinou je velké množství pixelů s temným proudem mezi tou většinou a opravdovými hotpixely. Proto mě dlouhé temné snímky, na kterých jsou skutečně jen normální pixely a pak pár hotpixelů připadaly zvláštní. Udělal jsem histogram takového temného snímku z kamery Atik 314L s rozlišením 1 ADU:

Histogram ale takové rozložení pixelů neukazuje. Pro srovnání histogram temného snímku z kamery G2-3200:

Snad to ilustruje co jsem myslel -- zcela symetrický histogram bias snímku se u temných snímků stává nesymetrický a roztahuje se směrem k větším hodnotám. Mnohem zvláštnější na histogram z Atiku je ale jeho nerovnoměrnost. Snad jediné vysvětlení co mě napadá je, že to není histogram jediného snímku, ale nějaké složeniny více snímků s jinou teplotou??? Nebo histogram snímku nějak zpracovávaného (filtrovaného)?

Zvláštní je také absence stop po elektroluminiscenci výstupního zesilovače na temných snímcích. CCD čipy Kodak dokáží pracovat (exponovat) s odpojeným výstupním zesilovačem a zapojit ho až těsně před digitalizací (Kodaky také musí elektronika „opečovávat“ řadou různých předpětí, k Sony stačí připojit kladné a záporné napájení a je to). Tuším že u CCD čipů Sony to je možné jen u těch detektorů, která dokáží pracovat s externě generovaným předpětím substrátu (třeba ICX429)? V jiném případě odpojení napájení Vdd způsobí nefunkčnost celého čipu. ICX285 má výrazně menší elektroluminiscenci v porovnání s jinými detektory ICX, přesto je na temném snímku patrná už od desítek sekund expozice. Možná že i tomuto čipu je možné vnutit předpětí substrátu externě?

Je možné že temný proud ICX285 skutečně odpovídá našim měřením (viz. řada temných snímků s různou expozicí při 0C publikovaných dříve v tomto vlákně) a že Atik s ním bojuje nějak jinak?
Pavel Cagaš
Uživatelský avatar
Sasa3
Příspěvky: 4622
Registrován: 06. 11. 2007, 15:22
Bydliště: Ricany
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#65

Příspěvek od Sasa3 »

Možná by se tahle zajímavá technická debata mohla přesunout do tématu o Atiku314L (případně založit nové téma o chipu ICX285AL). Nechám to na zvážení moderátorům.

Moc těm elektronickým věcem nerozumím (viz. ty různá přepětí a napětí na chipech), v tom Vám nepomůžu. Asi ale je možné, že aplikací správného napěti na určitém pinu se výrazně změní šumové charakteristiky.

Dark frame snímky jsem nijak neupravoval ani neprůměroval. Jsou to přimo FIT soubory, tak jak vylezly s kamery. Poslal jsem Vám i jeden master bias snímek (ve formátu FIT) a pak ještě průměr 90ti master bias snímků (ve formátu TIF). Ten poslední je jediný průměrovaný snímek.

K té kosmice a hot pixlům. Vím o nich (proto jsem pořizoval 2 dark snímky). Nikdy jsem ale nad tím moc nepřemýšlel. Nenapadl mě jiný zdroj než kosmika nebo nějaké radioaktivní pozadí. Je ale fakt, že většinou jde o jeden pixel, což by u kosmiky být nemělo. Budou to většinou miony - a ty se v látce tak rychle nezastaví, aby stopa po nich vypadala jako jeden pixel. Mohly by to třeba být nějaké nečistoty v křemíku, případně na chipu, a mohlo by se jednat o nějaký radioaktivní izotop, který by se rozpadal přímo v daném pixelu. Pak by to vypadalo jako jeden horký bod.

Nezdá se mi, že by Atik (případně Sony přímo na chipu) používal nějaké algoritmy na odstranění hot pixelů. Nedovedou si představit, jak by to dělali, aby tím nějak zásadně neovlinily vzhled snímku. Podobně se totiž choval i chip v kameře Atik16IC - díky menšímu chipu tam těch náhodných hot pixelů bylo míň, ale pravidelně se vyskytovaly.  Ať už je původ těchto náhodných hot pixelů jakýkoliv, tak nezpůsobují prakticky žádné problémy - je jich pořád relativně málo, a díky jejich náhodnosti si s nimi při skládání snímků velmi dobře poradí sigma-klip algoritmy.

Pokud jde o "chlupatost" histogramu, tak ta je způsobena vysoce nastavenou cistlivostí kamery (kolem 4ADU/e-). Takže fluktuace signálu o 1e- znamená změnu o 4ADU. Proto vyskočí nahoru každý 4-tý bin ve Vašem histogramu (takhle jsem odhadl gain kamery ještě před tím, než jsem ho změřil pomocí fluktuací ve fotonovém šumu). Atik 16IC se chová podobně (viz. recenze Craiga Starka). Ukazuje to na to, že šum vzniká především v samotném chipu (resp. při vyčítaní náboje - ten se může měnit jenom po jednotkách 1e-). Následné zesílení, konverze na napětí a digitalizace (tj. vlastně to, co dělá Atik) už moc dalšího šumu nedodá. Jinak by se úplně ta chlupatost histogramu rozbila.

Teď ještě odpověď na Vaši poslední otázku, jestli případná kouzla Atiku ve zpracování signálu z chipu mohou vysvětlit pozorované rozdíly ve velikosti temného proudu. Já si myslím, že ne. Pokud se kouknete na Váš temný snímek, uvidíte, že se drasticky mění celý snímek. Můžete udělat stejný histogram z Vašich dark snímků? Podle mě tam půjde vidět, že se bude posouvat doprava i maximum. To by znamenalo, že se jedná o globální vlastnost většiny pixelů, tedy že u Vašeho chipu tam teče toho proudu všude víc. Hot pixely by pak nebyly příčinou pozorovaných rozdílů.
ATC82/1670, Telementor, AS80, AS110, FOA-60Q, Tak 100DZ
http://www.fzu.cz/~kupco/astro/
Uživatelský avatar
Sasa3
Příspěvky: 4622
Registrován: 06. 11. 2007, 15:22
Bydliště: Ricany
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#66

Příspěvek od Sasa3 »

Tak jsem teď  na Cloudy Nights pročetl třetí díl seriálu o signálu a šumu v astro fotografii: http://www.cloudynights.com/item.php?item_id=2001

Vřele doporučuji. Tentokrát se týká proměřování vlastností kvality CCD kamer a je to návod, jak takové měření provést doma na koleně. Jako příklad tam má uvedeno zpracování dat z Atiku 314L+. Gain a šum dostal podobné jako já (3.7ADU na e-, vyčítací šum RMS=3.7e-). Tyto dva parametry jsou nejdůležitější pro optimalizaci expozičního času.

Meřil i temný proud a dostal se ješte na menší hodnoty než já (0.00076 e-/second). Ona ale zase ta kamera Atik314L+ chladí ještě o 7C míň než ten původní Atik314L, to by mohlo být tím. Každopádně je to nezávislé potvrzení měření nízkých hodnot temného proudu, o kterém jsem se tady bavili. Autor tam taky explicitně říká, to, co jsem tady psal: tj. díky velmi nízkému temnému proudu není tepelná stabilizace prakticky potřeba.

Jinak proměřoval i další charakteristiky šumu kamery (pravidelně se opakující šum apod.) pomocí Furierových transformací (FFT). Opět dochází k závěru, že šumové charakteristiky kamery jsou výborné. FFT jsem nezkoušel, ale alespoň jsem si ověřil, že RMS průměru 90ti master bias snímků má hodnotu o sqrt(90)~9x nižší než RMS jednoho snímku. Tedy, že se vyčítací šum chová opravdu jako náhodný šum.  
ATC82/1670, Telementor, AS80, AS110, FOA-60Q, Tak 100DZ
http://www.fzu.cz/~kupco/astro/
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#67

Příspěvek od Konihlav »

ozivim toto pro me nejzajimavejsi vlakno vubec (protoze jsem uzkopasmovy fotic).

Kdybyste nekdo nahodou chtel, jsem ochoten Vasi kamere venovat 10 minut prace. Zmeril bych jen cteci sum, coz je zasadni parametr. Prednost maji kamery, ktere jsem v ruce jeste nemel (data z kamer).

Co k tomu potrebuji (vetsina lidi uz to ma doma nafoceno v supliku):
- 10x bias snimek (pozor na okolni, parazitni svetlo, lepe delat po tme i u kamer s mechanickou zaverkou)
- 5x flat snimek (nezalezi zda pres filtr a pres ktery, nejlepe na EL panelu, kde vrstvou papiru snizit intenzitu svetla pro kamery s mechanickou zaverkou ci volit cerveny filtr, kde ma kamera nizsi ucinnost nez v modre apod.)

DULEZITE
- mit zapnute chlazeni, nejlepe regulovatelne (u neregulovatelnych pockat 30minut na ustaleni teploty). U SONY staci na -10, u Kodak kam se dostanete (deavi mi ted chladil QHY9tku na -12 u nas doma, ja jsem chladil KAI11K na -40).
- poslat mi SEKVENCNI sadu snimku, tak jak sly z kamery jeden po druhym

vsechny dotazy a vysledky prosim zaslat mailem (ci odkaz na download), beztak 90% z Vas, kteri by se ucastnili na me kontakt (mobil, mail) maji, tak prosim tudy, nebot forum jiz nectu tak jako drive a SZ muzu minout...

P.S.: jinak mam z tohoto vyzkumu jiz jednu velmi zajimavou zkusenost - poznatek, ktery nekdy v recenzi G3-11K uvedu...
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#68

Příspěvek od Konihlav »

nikde nikdo? alespon mam mene prace sve kamery mam promerene a uz mi jen chybi vypocitat jak optimalne dlouho exponovat...
Uživatelský avatar
Ondra.P
Příspěvky: 697
Registrován: 09. 04. 2008, 16:41

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#69

Příspěvek od Ondra.P »

Ja urcite nabidku vyuziju, diky moc.
Jenom jsem si to precetl az ted;)
Dobson 400/2000, Borg 101ED F4, Walimex 90/500, EQ6, MII G2-8300, Watec 120n+, TV Guider
http://astrofotky.cz/~Ondra.P/
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#70

Příspěvek od Konihlav »

tak zatim mam zmerene tyto kamery:
Atik 314L+ (2x a jedny data jeste nekde)
Atik 16ic (1x)
Orion Starshoot mono II (1x)
QHY9 (1x)
ST8300 (1x)
G2-8300 (2x)
G3-11000 (2x)
QHY11 (1x rucne)

bude-li jeste nejaky zajemce, necht se mi ozve.
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 17622
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 50
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#71

Příspěvek od MMys »

Mail jsem dostal a data dodám, tak vydrž :-)
http://hvbo.cz/foto_astronomy_cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N400/1600, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, kamery MII C3-61000, ZWO ASI 1600MM
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#72

Příspěvek od Konihlav »

nema tu nekdo snimky (biasy a flaty) z Astropix 1.4 ? jen pro zajimavost.
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#73

Příspěvek od Konihlav »

[tk@acerbook Michal]$ ccdcalc1 2>&1 | tee ccdcalc.txt
reading BIAS frame bias_6730.tiff
reading BIAS frame bias_6731.tiff
reading BIAS frame bias_6732.tiff
reading BIAS frame bias_6733.tiff
reading BIAS frame bias_6734.tiff
reading BIAS frame bias_6735.tiff
reading BIAS frame bias_6736.tiff
reading BIAS frame bias_6737.tiff
reading BIAS frame bias_6738.tiff
reading BIAS frame bias_6739.tiff
reading FLAT frame flat669.tiff and FLAT frame flat670.tiff
gain#1 = 0.28905
reading FLAT frame flat670.tiff and FLAT frame flat671.tiff
gain#2 = 0.29046
reading FLAT frame flat671.tiff and FLAT frame flat672.tiff
gain#3 = 0.28765
reading FLAT frame flat672.tiff and FLAT frame flat673.tiff
gain#4 = 0.28806
reading FLAT frame flat673.tiff and FLAT frame flat674.tiff
gain#5 = 0.28670
Gain = 0.28838
reading BIAS frame bias_6730.tiff
StdDev#1 = 16.37390ADU
reading BIAS frame bias_6731.tiff
StdDev#2 = 16.41606ADU
reading BIAS frame bias_6732.tiff
StdDev#3 = 16.28762ADU
reading BIAS frame bias_6733.tiff
StdDev#4 = 16.13738ADU
reading BIAS frame bias_6734.tiff
StdDev#5 = 16.11649ADU
reading BIAS frame bias_6735.tiff
StdDev#6 = 15.99030ADU
reading BIAS frame bias_6736.tiff
StdDev#7 = 15.96813ADU
reading BIAS frame bias_6737.tiff
StdDev#8 = 16.06647ADU
reading BIAS frame bias_6738.tiff
StdDev#9 = 15.99753ADU
reading BIAS frame bias_6739.tiff
StdDev#10 = 15.95563ADU
StdDev = 16.13095ADU
Readout Noise = 4.65192e-
reading BIAS frame bias_6730.tiff
StdDev#1 = 22.95750ADU
reading BIAS frame bias_6731.tiff
StdDev#2 = 23.19514ADU
reading BIAS frame bias_6732.tiff
StdDev#3 = 23.20824ADU
reading BIAS frame bias_6733.tiff
StdDev#4 = 23.42281ADU
reading BIAS frame bias_6734.tiff
StdDev#5 = 23.37766ADU
reading BIAS frame bias_6735.tiff
StdDev#6 = 23.39746ADU
reading BIAS frame bias_6736.tiff
StdDev#7 = 23.48652ADU
reading BIAS frame bias_6737.tiff
StdDev#8 = 23.61225ADU
reading BIAS frame bias_6738.tiff
StdDev#9 = 23.57875ADU
reading BIAS frame bias_6739.tiff
StdDev#10 = 23.58999ADU
StdDev = 23.38263ADU
Total System Noise = 6.74320e-

CCD Camera Measurement:
-----------------------
Gain = 0.29
Readout Noise = 4.65e-
Total System Noise = 6.74e-


je to pekna, pointacni kamerka ;D taky ji pouzivam, ale ja mam vyssi sum:
Gain = 0.30
Readout Noise = 4.77e-
Total System Noise = 7.31e-
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#74

Příspěvek od Konihlav »

tak pokud by jeste mel nekdo nejakou zajimavou CCD kameru, tak sem s ni (mozna bych zacal zkoumat i Color verze s bayerovo maskou).

co by me zajimalo je treba Astropix 1.4 ;D

nejvic vzorku mam z G2-8300 a Atik383L+, takze spise uvitam jine kamery (ale pochopitelne zajemcum zmerim i tyto). Je treba data nekam upichnout (jak je vyrobit jsem tusim napsal nekde nahore) abych to mohl stahnout...
Uživatelský avatar
Konihlav
Příspěvky: 5616
Registrován: 24. 01. 2008, 15:21
Kontaktovat uživatele:

CCD kamery pro úzkopásmovou fotografii

#75

Příspěvek od Konihlav »

tak jsem si udelal update skriptu pro podporu OSC kamer (byt je u nich cteci sum fakt malo dulezity parametr, ale alespon o necem to vypovida) a mam tu prvni mereni z QHY8L od uzivatele MartinT (diky!):

OSC-CCD Camera Measurement:
---------------------------
Gain = 0.19
Readout Noise = 8.96e-
Total System Noise = 9.96e-

podle FITs hlavicky je nastaven Gain=50, Offset=100.
Odpovědět